[发明专利]一种道路路基不均匀沉降的监测装置及监测方法

说明书

技术领域

本发明属于岩土工程技术领域，涉及一种路面不均匀沉降的监测装置，本发明还涉及利用该装置监测道路路基不均匀沉降的方法。

背景技术

道路路基经常遇到土质不均、存在不良地质条件引起的不均匀沉降的问题。当前，我国的道路除了新线路以前所未有的速度与规模建设外，改扩建工程也陆续成为道路建设的一大亮点。利用旧路进行拓宽改建是一种投资小、见效快的措施。由于新老路基，特别是软土地基以及湿陷性黄土地基的固结度与力学性质的差异，将引起严重的路面病害，控制新老路基的差异沉降、防止拼接处路面开裂成为扩建工程注意的技术关键。

随着城市规模的不断扩大，敷设较大管径的给水管道、因增容在通行的道路上破路敷设管线、改造原有的电源线等都需要破土施工。这些施工作业过程中大都对道路路基造成一定的破坏，路面沉降的直接原因就是路基回填土压实度不均匀，导致路基不均匀沉降，在路面上就表现为所谓的“马路拉链”现象。这里需要特别指出的是地质构造作用下岩土体大面积不均匀沉降引起的地裂缝，市政工程建设中道路路基若跨越地裂缝，地裂缝的错动则会相应造成路基的相互错动，最终造成路面的不平整，产生不均匀沉降；路基因浸水湿陷引起不均匀沉降。路基沉降会使路面结构层遭到破坏，使路面的承载力降低，使道路的使用寿命缩短。路基沉降量较大处，尤其在高速公路上，会极大地影响道路行车安全，容易引发交通事故。因此，对道路路基沉降量进行实时监测，及时获得道路路基发生不均匀沉降的数据，并根据所记录的数据对道路路基沉降的发展趋势做出预测，然后采取相应的补救措施，这是保证道路正常运营的有效手段。

研究路基沉降的方法很多，基本上可分为如下几种：首先是最经典的分层总和法；其次是Biot固结理论结合土的本构模型的各种有限元法；再次是以数学方法为手段的计算方法，包括遗传算法、人工神经网络法、灰色模型理论等；最后是通过现场实测资料来推算沉降量，最后一种方法最大的优点在于避免了室内试验和理论计算假设条件中存在的欠缺，数据真实可信，非常具有应用前景。

目前，通过现场实测资料来推算沉降量时，国内均采用沉降仪结合水准仪来监测路基不均匀沉降。沉降仪工作原理为：沉降导管由路基测试点沿铅直方向一直埋设到地面以上，将沉降磁环套在沉降导管外，设置在观测点处，沉降磁环内安放磁性材料形成磁力圈，磁力圈外对称安装多根弹簧片，弹簧片埋植在土层中，随土层沉降而沉降；当内装磁场感应器的探头通过磁力圈时，地面接收系统会发出提示，从而测定磁力圈的位置；通过引测水准点来测量沉降管管顶高程，定期定时测得各磁力环距管顶的距离，确定每次路基的沉降量。但上述方法需要埋置大量沉降导管，操作较为复杂，成本较高，且影响施工。

发明内容

本发明的目的是提供一种道路路基不均匀沉降的监测装置，用于道路路基的长期实时监测，显示的路基顶面不同监测点因沉降而产生的压力差，计算得到路基的沉降变形量，提供采取措施的依据。

本发明所采用的技术方案是，一种道路路基不均匀沉降的监测装置，包括横向长管与轴向长管，

其中横向长管包括多个水平设置的刚性管b，相邻两刚性管b通过柔性连接管a相连接，每根刚性管b与柔性连接管a的连接处均设置有液压传感器，连接后的刚性管b的一个末端与刚性管a的一端固接，刚性管b与刚性管a的连接处设置有液压传感器，刚性管a另一端与大气连通，刚性管a竖直设置，连接后的刚性管b未与刚性管a连接的末端封闭并设置有液压传感器，

其中轴向长管包括多个水平设置的刚性管c，相邻两刚性管c通过柔性连接管b相连接，每根刚性管c与柔性连接管b的连接处均设置有液压传感器，连接后的刚性管c一个末端与横向长管中的其中一条刚性管b固接并连通，连接后的刚性管c未与横向长管连接的末端封闭并设置有液压传感器。

本发明的特点还在于，

其中柔性连接管a和柔性连接管b以及与柔性连接管a和柔性连接管b连接的液压传感器外部设置有保护罩。

本发明的目的还在于提供一种利用上述监测装置对道路路基沉降进行监测的方法，具体按以下步骤进行：

步骤1：选取基准点

在装置中加注水银，将装置埋置于需要监测沉降的路基顶面，将横向长管横跨道路路基两侧布设，轴向长管沿道路中心轴向布设，将竖直设置的刚性管a放置于监测断面的路基边坡外，固定于浇筑混凝土埋置的基座上；

在远离沉降区域的稳定地基上，设置混凝土浇筑的基准点，测量刚性管a的基座顶面相对于基准点的初始标高；

步骤2：路基发生沉降后，计算沉降前后测量点与基准点之间的高差，